Względna gęstość gazów

Gęstość względna (δ) jest ilorazem gęstości bezwzględnych dwóch gazów w tych samych warunkach temperatury i ciśnienia.

Powiedzmy, że mamy gaz 1 i gaz 2, więc gęstość względna będzie wynosić:

δ₁₂ = re₁
re₂

Zauważ, że gęstość względna nie ma jedności, ponieważ jest to czysta liczba, która wskazuje tylko, ile razy jeden gaz jest mniej lub bardziej gęsty niż inny. Ponieważ jest to tylko czysta liczba, nie mają na nią wpływu zmiany temperatury i ciśnienia. Jednak ważne jest, aby te dwie ilości były takie same dla dwóch gazów.

Mamy, że gęstość jest stosunkiem masy do objętości zajmowanej przez gaz (d = m/V). Możemy więc zastąpić tę zależność w powyższym wzorze:

δ₁₂ = re₁
re₂
δ₁₂ = m₁/V₁
m₂/V₂

W CNTP (Normalne Warunki Temperatury i Ciśnienia) każdy gaz zajmuje objętość 22,4 l. Tak więc w tym przypadku V₁ = V₂, które można zastąpić w powyższym wzorze.

δ₁₂ = m₁
m₂

Gęstość względna jest proporcjonalna do mas gazów.

Spójrzmy na przykład, jak określić gęstość względną:

Przykład: Jakie są względne gęstości dwóch gazów A i B, wiedząc, że:

Gaz A: m = 33g i V = 11 l;

Gaz B: m = 24,2 g i V = 12,1 l.

Rozkład:

re_TEN = m = 33g = 3 g/l
V 11L

re_b = m = 24,2g = 2 g/l
V 12.1L

δ_AB = re_TEN
re_b
δ_AB = 3g/L
2g/L
δ_AB = 1,5

Możemy również powiązać gęstość względną z równaniem stanu gazu (PV = nRT), jak wyjaśniono w tekście Bezwzględna gęstość gazu, Musimy:

d = PO POŁUDNIU
RT

Następnie:

re₁ = PO POŁUDNIU₁
RT

re₂ = PO POŁUDNIU₂
RT

re₁= PO POŁUDNIU₁/RT
re₂ PO POŁUDNIU₂/RT

re₁ = M₁
d2_b M₂

Zauważ, że gęstość względna jest proporcjonalna do mas molowych gazów, co oznacza, że ​​w kategoriach porównawczych im większa masa molowa gazu, tym większa jego gęstość. Na przykład masa molowa powietrza wynosi 28,96 g/mol, gazowego helu 4 g/mol, a dwutlenku węgla 44 g/mol.

Oznacza to, że gęstość helu w stosunku do powietrza jest mniejsza. Dlatego kiedy napełniasz balon gazowym helem i puszczasz go, ma tendencję do podnoszenia się. Z drugiej strony dwutlenek węgla jest gęstszy niż powietrze, więc kiedy napełniamy balon „powietrzem” z naszych płuc, w rzeczywistości napełniamy balon dwutlenkiem węgla. W ten sposób, jeśli wypuścimy balon w powietrze, będzie on spadał.

Jeżeli balon zawierający gaz o masie molowej mniejszej niż 28,96 g/mol zostanie uwolniony do powietrza, uniesie się; ale jeśli jest większy, spadnie

Biorąc pod uwagę powietrze (które jest mieszaniną gazów) jako odniesienie, względną gęstość dowolnego gazu w stosunku do niego można określić wzorem:

δ_powietrze = _M_
28,9
M = 28,9. δ_r

Jeśli gazem odniesienia jest inny, wystarczy zastąpić ich odpowiednie wartości. Np. w przypadku wodoru gazowego jego masa molowa wynosi 2 g/mol, a więc mamy:

δ_H2 = _M_
2

M = 2. δ _H2

* Kredyt redakcyjny: Keith Bell / Shutterstock.com

Jennifer Fogaça
Absolwent chemii

Źródło: Brazylia Szkoła - https://brasilescola.uol.com.br/quimica/densidade-relativa-dos-gases.htm